Question

18．如图所示，甲、乙两位同学用装有细沙的容器、三脚小桌和质量不同的木块做“探究重力势能大小与哪些因素有关”的实验．
（1）该实验是通过观察比较小桌在沙子中下陷的深度来间接判断物体重力势能大小的．
（2）若要探究物体重力势能大小与物体高度的关系，请简要说明具体做法让同一木块从不同高度自由下落，比较小桌的脚陷入细沙中的深度．
（3）甲、乙两位同学又做了“探究物体所受重力的大小与质量的关系”实验，甲同学用弹簧测力计测量钩码所受重力大小，读数时他让钩码保持静止状态．他分别测出一个钩码、两个钩码、三个钩码的重力大小后，根据实验数据得出结论：物体所受重力的大小与它的质量成正比．乙同学取了质量不同的苹果、小木块、小铁球各一个，并分别测出它们的质量和重力，来探究物体所受重力大小与质量的关系．你认为乙同学的做法C．
A．不合理，因为他没有用同种物质的物体做实验
B．不合理，因为他没有使物体的质量成整数倍变化
C．合理，因为他同样可以得到的物体所受重力大小与质量的关系
D．合理，因为他的操作比甲同学更简便．

Answer 1

分析 （1）此实验通过小桌陷入沙子中的深度来判断重力势能的大小，在此实验中的应用了转换法；
（2）控制变量法在此实验中的应用，重力势能与物体的质量和被举高度有关，在探究重力势能与其中一个量的关系时，另一个量保持不变，改变要探究的量．
（3）要探究物体所受重力的大小与质量的关系，根据G=mg知，重力与物质的密度无关．

解答 解：（1）由题意知，实验是通过观察比较小桌在沙子中下陷的深度来间接判断物体重力势能大小的；
（2）若要探究物体重力势能大小与物体高度的关系，则需让同一木块从不同高度下落，比较小桌下陷的深度．
（3）要探究物体所受重力的大小与质量的关系，必须改变物体的质量．质量不同的苹果、小木块、小铁球的材料虽不同，也可得出重力和质量的关系，但相对于甲并不是更简便，所以乙同学的做法合理．故ABD错误，C正确．
故答案为：（1）小桌在沙子中下陷的深度；（2）让同一木块从不同高度自由下落，比较小桌的脚陷入细沙中的深度；（3）C．

点评 此题考查了重力势能大小与哪些因素有关的实验．注意控制变量法和转化法在两个实验中的应用．